DE19645678C2 - Control unit for switching and controlling household appliances - Google Patents

Control unit for switching and controlling household appliances

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DE19645678C2
DE19645678C2 DE19645678A DE19645678A DE19645678C2 DE 19645678 C2 DE19645678 C2 DE 19645678C2 DE 19645678 A DE19645678 A DE 19645678A DE 19645678 A DE19645678 A DE 19645678A DE 19645678 C2 DE19645678 C2 DE 19645678C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinheit zum Schalten und Steuern von Haushaltsgerä­ ten, insbesondere Haushaltsgroßgeräten, wie zum Beispiel Küchenherden, Spül- und Waschmaschinen und dergleichen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an operating unit for switching and controlling household appliances ten, in particular large household appliances, such as kitchen stoves, dishwashers and Washing machines and the like, according to the preamble of claim 1.
Eine Bedieneinheit (Bedienungstableau) beschreibt die DE 39 20 257 A1. Dabei weist das Bedienungstableau Bedienungselemente und diesen entsprechend zugeordnete An­ zeigeelemente auf. Durch die Verwendung von Bedienungstasten ist die Bedienfläche im Betätigungsbereich durchbrochen und schwer zu reinigen.An operating unit (control panel) is described in DE 39 20 257 A1. It points the control panel controls and assigned to them accordingly pointing elements. By using control buttons, the control surface in the Operation area broken and difficult to clean.
Die DE 42 29 731 A1 beschreibt ein Bedienungsfeld, das in einem Einbaugehäuse mit einer Abdeckplatte untergebracht ist. Dabei sind die Anzeige- und/oder Bedienungsele­ mente des Bedienfeldes auf der Innenseite der Abdeckplatte angeordnet. Ein Schalten und Steuern des Haushaltsgerätes kann zusätzlich über eine Infrarotfernbedienung erfol­ gen. Auch hier sind als Bedienungselemente Tasten angegeben.DE 42 29 731 A1 describes a control panel that is included in an installation housing a cover plate is housed. The display and / or control elements elements of the control panel arranged on the inside of the cover plate. Turn on and control of the household appliance can also be done via an infrared remote control Here, too, keys are specified as operating elements.
Eine Sensorschalteinrichtung gibt die DE 44 07 741 A1 an. Hierbei wird zum Ein- oder Ausschalten zusätzlich zu den Bedientasten ein Mikroprozessor für die Zu- oder Abschal­ tung eines Leistungsteils, beispielsweise einer Warmhalteplatte im Kochfeld eines Her­ des mit einbezogen. Aus Sicherheitsgründen sind für das Zuschalten des Leistungsteiles zwei Bedientasten in zeitlicher Reihenfolge zu betätigen.A sensor switching device specifies DE 44 07 741 A1. Here is the on or Switch off in addition to the control buttons a microprocessor for switching on or off device of a power unit, for example a hot plate in the hob of a manufacturer the included. For safety reasons are for switching on the power section to operate two control buttons in chronological order.
Der US 4,190,785 ist eine derartige Bedieneinheit entnehmbar. In Sandwich­ form ist dabei eine piezoelektrische Schicht zwischen einem elektrischen leitenden Substrat bzw. Trägermaterial und Elektroden angebracht. Die piezoelektrische Schicht ist über die gesamte Unterfläche des Substrats aufgetragen. Auf dem Substrat befinden sich an vorgegebenen Stellen aufgesetzte Druckpunkte in Form von Pads, wobei jedem Druckpunkt eine unterhalb der piezoelektrischen Schicht angeordnete Elektrode zuge­ ordnet ist. Bei Druckwirkung auf ein Pad verändert sich die Ausgangsspannung zwi­ schen dem Substrat und der jeweiligen Elektrode. Dabei ist für jedes Pad eine Aus­ gangsspannung definiert, so daß durch einen Soll-Ist-Vergleich im Signalprozessor die Druckeinwirkstelle ermittelt wird. Ein Greifen neben die Pads bewirkt für den Signalpro­ zessor undefinierbare Zustände, so daß Fehlbedienungen auftreten können.Such an operating unit can be found in US Pat. No. 4,190,785. In sandwich The shape is a piezoelectric layer between an electrically conductive Substrate or carrier material and electrodes attached. The piezoelectric layer is applied over the entire lower surface of the substrate. Are on the substrate pressure points in the form of pads placed at predetermined points, each  Pressure point an electrode arranged below the piezoelectric layer is arranged. When pressure is exerted on a pad, the output voltage changes between the substrate and the respective electrode. There is an off for each pad output voltage defined so that by a target-actual comparison in the signal processor Pressure application point is determined. A grip next to the pads causes the signal pro processor indefinable states so that incorrect operation can occur.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bedieneinheit zum Schalten und Steuern eines Haushaltsgerätes anzugeben, deren Bedienfläche im Betätigungsbereich frei von Durchbrüchen ist, die hinsichtlich ihrer Betätigungsposition mit einfachen Mitteln ent­ sprechend den Erfordernissen unterschiedlicher Geräte gestaltbar ist und die Fehlbedie­ nungen erschwert.The object of the invention is a control unit for switching and controlling specify a household appliance, the control surface in the operating area free of Breakthroughs are ent in terms of their operating position with simple means can be designed according to the requirements of different devices and the misoperation difficult.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. The object is achieved by the features of patent claim 1.  
Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, Piezosensoren zur Aktivierung von Funk­ tionen zu verwenden. Mit Hilfe eines Prozessors werden die von den Piezosensoren erzeugten Signale ausgewertet und je nach Funktionswahl an ein Leistungsteil zum Schalten der gewählten Funktion durchgeschaltet. Die bei kurzen ungewollten Druck­ einwirkungen auf die Piezosensoren ausgelösten Signale werden im Prozessor ausgefil­ tert. Dadurch wird eine Fehlbedienung erschwert, da ein bewußt aufgebrachter Druck oder eine längere Druckperiode zur Schaltung und Steuerung des Haushaltsgerätes er­ forderlich ist. Die Übertragung des Betätigungsdruckes auf die Piezosensoren erfolgt durch die geschlossene, an sich steife Bedienfläche hindurch, die dicht und somit einfach zu reinigen ist.The invention is based on the idea of piezo sensors for activating radio to use. With the help of a processor, those from the piezo sensors generated signals evaluated and depending on the function selection to a power unit Switching the selected function through. The at short unwanted pressure Effects on the piezo sensors are processed in the processor tert. This makes it difficult to operate incorrectly, as deliberately applied pressure or a longer printing period for switching and controlling the household appliance is required. The actuation pressure is transmitted to the piezo sensors through the closed, stiff operating surface, which is tight and therefore simple is to be cleaned.
Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous designs are contained in the subclaims.
Die Piezosensoren befinden sich hinter einer Bedienfläche, die für optische Signale aus transparentem Material, vorzugsweise aus Glas aber auch aus einem anderen formstabi­ len Material, z. B. Metall, Kunststoff, Holz bestehen kann. Diese Bedienfläche kann front­ seitig und bei glasartigem Material auch rückseitig mit Symbolen bedruckt sein und dient als Berührungsfläche für den Benutzer.The piezo sensors are located behind a control surface that is used for optical signals transparent material, preferably made of glass but also of another dimensionally stable len material, e.g. B. metal, plastic, wood can exist. This control surface can be front printed on the side and with glass-like material also on the back with symbols and serves as a contact surface for the user.
Durch die Verwendung einer zumindest in den Betätigungsbereichen durchbruchfreien, durchgehenden Bedienfläche sind die dahinterliegenden Bauteile gegen Umwelteinflüs­ se wie beispielsweise Staub und Feuchtigkeit geschützt.By using a breakthrough-free, at least in the operating areas, continuous control surface are the components behind it against environmental influences such as dust and moisture.
Vorteilhaft ist ein versetztes Aufbringen der Sensoren zum jeweiligen Betätigungsbereich der Bedienfläche, da dieser mit den Funktionssymbolen bedruckte Betätigungsbereich direkt mittels einer Lichtquelle durchleuchtet werden kann. Auch wird mit der Verwen­ dung von mehreren Sensoren, zugehörig zu einem Betätigungsbereich und damit zu einer Funktion erreicht, daß eine eindeutige Zuordnung (Aussage) für die ausgewählte Funktion durch den Prozessor erhalten wird, auch wenn nur in der Nähe des Betäti­ gungsbereiches der Druck aufgebracht wurde. An offset application of the sensors to the respective actuation area is advantageous the operating area, since this area is printed with the function symbols can be examined directly by means of a light source. Also with the use of several sensors belonging to one area of operation and thus to A function achieves that a clear assignment (statement) for the selected Function is maintained by the processor, even if only in the vicinity of the actuator range the pressure was applied.  
Die Sensoren selbst sind vorzugsweise in einem Folienpaket untergebracht, wobei die Sensoroberflächen vorteilhaft direkt mit Leiterbahnen einer inneren Vorder- und einer inneren Rückseite der Folie mittels Kontaktkleber kontaktiert sind. Dies bewirkt einen einfachen Aufbau des Folienpakets und eine gute mechanische Fixie­ rung der Sensoren und der bedruckten Folien an der Rückseite der Bedienfläche bei der Fertigung des Haushaltsgerätes zur indirekten Verbindung zwischen den Sensoren und der Bedienfläche. Die Sensoren können aber auch direkt mittels einem Kleber oder Leit­ kleber an der Rückseite der Bedienfläche angebracht sein.The sensors themselves are preferably housed in a foil package, the Sensor surfaces advantageously directly with conductor tracks of an inner front and one inner back of the film are contacted with contact adhesive. This results in a simple construction of the foil package and a good mechanical fixie sensor and the printed foils on the back of the control surface at the Manufacture of the household appliance for the indirect connection between the sensors and the control surface. However, the sensors can also be used directly using an adhesive or guide be attached to the back of the control surface.
Wesentlich ist, daß die Piezosensoren starr bzw. fest mit der Bedienfläche verbunden sind. Die vorzugsweise matrixartig verteilten Piezosensoren erfassen bereits geringste Durchwölbungen der Bedienfläche.It is essential that the piezo sensors are rigidly or firmly connected to the control surface are. The piezo sensors, which are preferably distributed in a matrix-like manner, already detect the smallest Bulges in the control surface.
Anhand eines Ausführungsbeispieles mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail using an exemplary embodiment with a drawing become.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Bedienfläche einer Bedieneinheit eines Haushaltsgerätes, Fig. 1 is a plan view of an operating surface of an operating unit of a household appliance,
Fig. 2a. b eine schematische Seitenansicht der Bedienfläche in eingebautem Zustand, Fig. 2a. b is a schematic side view of the control surface in the installed state,
Fig. 3 ein Folienpaket mit Sensoren, Fig. 3 is a foil package with sensors,
Fig. 4 ein Blockschaltbild des Funktionsablaufes, Fig. 4 is a block diagram of the operational sequence,
Fig. 5 gemessene Signalverläufe an benachbarten Sensoren. Fig. 5 measured waveforms on adjacent sensors.
In Fig. 1 dargestellt ist die Frontseite einer Bedieneinheit 1 mit einer durchbruchfreien durchgehenden Bedienfläche 2, aus Glas oder glasähnlichem Material. Auf der Bedien­ fläche 2 sind Betätigungsbereiche 3 angeordnet. In Zuordnung zu diesen Betätigungsbe­ reichen 3 befinden sich Piezosensoren 4, z. B. Piezoscheiben Typ BCE der Fa. Sanyo, die hinter der Bedienfläche 2 vorzugsweise matrixartig angeordnet sind.Is shown in FIG. 1, the front side of an operating unit 1 having a breakdown free through the operating surface 2, made of glass or glass-like material. Operating areas 3 are arranged on the operating surface 2 . In association with this actuation range 3 there are piezo sensors 4 , z. B. Piezo disks type BCE from Sanyo, which are preferably arranged behind the control surface 2 in a matrix.
In Zuordnung zu den Betätigungsbereichen 3 ist eine bedruckte Folie 5 mit Symbolen für die Funktionen 6 je Betätigungsbereich 3 angebracht. Diese Folie 5 befindet sich hin­ ter der Glasbedienfläche 2.In association with the actuation areas 3 , a printed film 5 with symbols for the functions 6 is attached to each actuation area 3 . This film 5 is located behind the glass control surface 2 .
Vorzugsweise sind die Piezosensoren 4 versetzt zu den Symbolen der bedruckten Folie 5 beziehungsweise Betätigungsbereichen 3 der Bedienfläche 2 angeordnet, so daß mit­ tels einer Lichtquelle 7, beispielsweise einem Lichtleiter oder Lichtstein, die bedruckte Folie 5 direkt beleuchtet wird. Soll das Licht der Lichtquelle 7 die Folie 5 durchleuchten, so muß die Folie 5 lichtdurchlässig sein.The piezo sensors 4 are preferably offset from the symbols of the printed film 5 or actuation areas 3 of the control surface 2 , so that the printed film 5 is directly illuminated by means of a light source 7 , for example a light guide or light stone. If the light from the light source 7 is to illuminate the film 5 , the film 5 must be translucent.
Die Bedienfläche 2 wird in herkömmlicher Art und Weise durch einen Metallrahmen 8 (Fig. 2 a/b) an einem nicht näher dargestellten Haushaltsgerät, beispielsweise Herd, be­ festigt. Dies kann in einem oberen Teilbereich, beispielsweise oberhalb der Back- und Bratofentür erfolgen. Auch eine separate Anbringung der Bedienfläche 2 außerhalb des Großgerätes ist möglich.The control surface 2 is in a conventional manner by a metal frame 8 ( Fig. 2 a / b) on a household appliance, not shown, for example stove, be fastened. This can be done in an upper section, for example above the baking and roasting door. A separate attachment of the control surface 2 outside the large device is also possible.
Wie in Fig. 2b und Fig. 3 schematisch dargestellt, befindet sich hinter der Bedienfläche 2 ein Folienpaket 9 mit den integrierten Piezosensoren 4. Das Folienpaket 9 ist über einen flexiblen Verbinder 10 mit einer Leiterplatte 11, die einem Prozessor 12 funktionell zugeordnet ist, elektrisch verbunden.As schematically illustrated in Fig. 2b and Fig. 3, is located behind the operating surface 2, a sheet package 9 with integrated piezo sensors 4. The foil package 9 is electrically connected to a printed circuit board 11 , which is functionally assigned to a processor 12 , via a flexible connector 10 .
Das Folienpaket 9 besteht einteilig aus einer vorderen und einer hinteren Folie, kann aber auch, über eine Schlaufe verbunden, aus einer Frontfolie und einer Abdeckfolie aufgebaut sein. Auf diesen Folien aufgebracht sind Leiterbahnen, die den flexiblen Ver­ binder 10 und die Piezosensoren 4 elektrisch verbinden. Zudem weist das Folienpaket eine zwischen den Folien liegende Spacerfolie 14 (Abstandsfolie) auf. The film package 9 consists in one part of a front and a rear film, but can also be constructed from a front film and a cover film, connected by a loop. Applied to these foils are conductor tracks which electrically connect the flexible connector 10 and the piezo sensors 4 . In addition, the film package has a spacer film 14 (spacer film) lying between the films.
Auf der Leiterplatte 11 ist vorzugsweise die zur Lichtverteilung benötigte Lichtquelle 7 mit angeordnet. Auf dem Folienpaket 9 sind die Symbole der Funktionen 6 auf die Folie 5 gedruckt (Fig. 3). Im Folienpaket 9 zwischen der vorderen und der hinteren Folie be­ finden sich die druckaufnehmenden Piezosensoren 4, die über Kontakte 13, Leiterbah­ nen und dem Verbinder 10 mit der Leiterplatte 11 elektrisch verschaltet sind. Die Kon­ taktierung 13 der Piezosensoren 4 erfolgt über die beiden Sensoroberflächen mit der vorderen Folie und der hinteren Folie des Folienpaketes 9. Die Piezosensoren 4 sind vorzugsweise in das Folienpaket 9 eingeklebt, wobei ein elektrischer Kontaktkleber (Leitkleber) die Kontaktierung 13 übernimmt. Die an entsprechenden Stellen ausgestanz­ te Spacerfolie 14 sorgt für den erforderlichen Abstand bzw. für den Ausgleich zur Hö­ henanpassung im Folienpaket 9. Gleichzeitig dient die Spacerfolie 14 zur Positionierung der Piezosensoren 4. Die Ausstanzungen in der Spacerfolie 14 ergeben sich durch die erforderliche Anordnung der Piezosensoren 4 im Folienpaket 9 und werden durch die in der Bedieneinheit 1 des Haushaltsgerätes vorgesehenen Anordnung der Symbole der Funktionen 6 vorgegeben.The light source 7 required for light distribution is preferably also arranged on the printed circuit board 11 . The symbols of the functions 6 are printed on the film 5 on the film package 9 ( FIG. 3). In the foil package 9 between the front and the rear foil be the pressure-absorbing piezo sensors 4 , which NEN via contacts 13 , printed conductors and the connector 10 are electrically connected to the circuit board 11 . The contact 13 of the piezo sensors 4 takes place via the two sensor surfaces with the front film and the rear film of the film package 9 . The piezo sensors 4 are preferably glued into the foil package 9 , an electrical contact adhesive (conductive adhesive) taking over the contact 13 . The spacer foil 14 punched out at appropriate locations provides the necessary spacing or compensation for height adjustment in the foil package 9 . At the same time, the spacer film 14 serves to position the piezo sensors 4 . The punchings in the spacer film 14 result from the required arrangement of the piezo sensors 4 in the film package 9 and are predetermined by the arrangement of the symbols of the functions 6 provided in the control unit 1 of the household appliance.
Das Folienpaket 9 ist in den Bereichen, wo sich keine Piezosensoren 4 befinden, vor­ zugsweise lichtdurchlässig, so daß das Licht aus den Lichtquellen 7 die bedruckte Folie 5 im Symbolbereich durchleuchtet.The film package 9 is preferably translucent in the areas where there are no piezo sensors 4 , so that the light from the light sources 7 illuminates the printed film 5 in the symbol area.
Eine wesentliche Voraussetzung für das Funktionieren der Bedieneinheit 1 ist, daß das Folienpaket 9 unlöslich starr mit der Rückseite der Bedienfläche 2 verbunden ist und die Druckimpulse direkt auf die Piezosensoren einleitet, d. h. nicht dämpft. Die Piezosensoren 4 können auch unmittelbar an der Rückseite der Bedienfläche 2 durch einen Leitkleber befestigt und von dieser Bedienfläche getragen sein.An essential prerequisite for the operation of the control unit 1 is that the foil package 9 is insolubly rigidly connected to the rear of the control surface 2 and introduces the pressure pulses directly to the piezo sensors, ie does not dampen them. The piezo sensors 4 can also be attached directly to the rear of the control surface 2 by a conductive adhesive and carried by this control surface.
Fig. 4 stellt schematisch den Funktionsablauf dar. Wird durch eine Bedienperson die Bedienfläche 2 berührt, tritt eine Verbiegung dieser Bedienfläche 2 an der Betätigungsposition/-bereich 3 auf. In einem dahinter liegenden Piezosensor 4, beispielsweise einem invers arbeitenden Piezosummer, wird über eine Ladungsverschiebung im Piezosensor 4 in bekannter Art und Weise eine Potentialdiffe­ renz erzeugt, wodurch ein Signal (Spannungspuls) von dem Piezosensor 4 geliefert wird. Fig. 4 schematically represents the functional sequence. Is touched by an operator the operating surface 2, a bending occurs this operating surface 2 at the operating position / range 3. In a piezo sensor 4 behind it, for example an inversely operating piezo buzzer, a potential difference is generated in a known manner via a charge shift in the piezo sensor 4 , whereby a signal (voltage pulse) is supplied by the piezo sensor 4 .
Dieses Signal besteht aus zwei im Vorzeichen entgegengesetzten Pulsen, die einmal beim Einleiten der Kraft und das andere mal beim Lösen der Kraft hervorgerufen werden.This signal consists of two opposite pulses, one at a time when the force is applied and the other time when the force is released.
Die Amplitude der Pulse ist bei gegebener Schaltung abhängig von der Größe/Stärke der Druckänderung auf die Bedienfläche 2, von der Entfernung der Druckeinwirkung im Betätigungsbereich 3 zum Piezosensor 4 und vom piezoelektrischen Koeffizienten des Piezosensors 4 selbst. Prinzipiell gelangt das vom Piezosensor 4 erzeugte Sensorsignal in den Prozessor 12 und wird über einen Eingangsfilter 15 geführt. Der Eingangsfilter 15 ist auf eine Frequenz von vorzugsweisen 1 Hz eingestellt, um schnelle unbewußte Betä­ tigungen am Betätigungsbereich 3, beispielsweise beim Reinigen der Bedienfläche 2, die von den Piezosensoren 4 aufgenommen und weitergegeben werden, nicht zur Auswer­ tung zu bringen.For a given circuit, the amplitude of the pulses depends on the size / strength of the pressure change on the control surface 2 , on the distance of the pressure in the actuation area 3 from the piezo sensor 4 and on the piezoelectric coefficient of the piezo sensor 4 itself. In principle, the sensor signal generated by the piezo sensor 4 enters the processor 12 and is passed through an input filter 15 . The input filter 15 is set to a frequency of preferably 1 Hz in order not to bring fast unconscious actuations to the actuation area 3 , for example when cleaning the control surface 2 , which are picked up and passed on by the piezo sensors 4 , for evaluation.
Aus den, den Eingangsfilter 15 passierenden, analogen Sensorsignalen werden über her­ kömmliche Schaltstufen im Prozessor 12 beispielsweise durch einen A/D-Wandler, digi­ tale Signale erzeugt, die von einem Mikrocontroller 16 durch eine definierte Software ausgewertet werden. Durch das Softwareprogramm stellt der Mikrocontroller 16 fest, welcher Piezosensor 4 durch Betätigung angesprochen wurde. Zudem prüft das Softwa­ reprogramm den Schaltzustand dieser aufgerufenen, dem betätigten Piezosensor 4 zu­ geordneten Funktion 6, d. h. ob die Funktion 6 zugeschaltet oder abgeschaltet werden soll. Dies ermöglicht die Verwendung nur eines Piezosensors 4 zum Ein- oder Ausschal­ ten einer Funktion 6. Soll beispielsweise die Funktion 6 "Backofen" eingeschalten wer­ den, ermittelt der Mikrocontroller 16, nachdem dieser den betätigten Piezosensor 4 mit der dazugehörigen Funktion 6 ermittelt hat, den Funktionszustand (Ein/Aus) und steuert die zur Funktion 6 "Backofen" zugehörige Lichtquelle 7 hinter der Bedienfläche 2 sowie ein Leistungsteil 17 des Herdes zum Ein- oder Ausschalten des Backofens an. Zur opti­ schen Anzeige der ausgewählten Funktion 6 erfolgt ein Farbumschlag der Beleuchtung hinter der/den bedruckten Folien 5 als Suchbeleuchtung. Dazu wird die, die bedruckte Folie 5 ausleuchtende, Lichtquelle 7 umgeschaltet, beispielsweise von rot in grün, bei­ spielsweise durch eine bekannte Zwei-Farben-LED. Eine zusätzliche Anzeige 18 bei­ spielsweise ein graphisches Liquid Cristal Display (LCD) kann im Bereich des Herdes angebracht sein und in herkömmlicher Art und Weise verschiedene Werte anzeigen. From the, the input filter 15 passing, analog sensor signals are generated via conventional switching stages in the processor 12, for example by an A / D converter, digital signals which are evaluated by a microcontroller 16 by a defined software. The microcontroller 16 uses the software program to determine which piezo sensor 4 has been actuated. In addition, the software reprogram checks the switching state of this called function 6 , which is assigned to the actuated piezo sensor 4 , ie whether the function 6 is to be switched on or off. This enables the use of only one piezo sensor 4 for switching a function 6 on or off. For example, if function 6 "oven" is to be switched on, the microcontroller 16 determines the functional state (on / off) after it has determined the actuated piezo sensor 4 with the associated function 6 and controls the light source 7 associated with function 6 "oven" behind the control surface 2 and a power section 17 of the cooker for switching the oven on or off. To optically display the selected function 6 , the lighting behind the printed film (s) 5 changes color as search lighting. For this purpose, the light source 7 illuminating the printed film 5 is switched, for example from red to green, for example by a known two-color LED. An additional display 18, for example a graphic liquid crystal display (LCD), can be attached in the area of the cooker and can display various values in a conventional manner.
Da die Bedienfläche 2 an ihrer Rückseite mehrere dahinterliegende, matrixartig ange­ ordnete, druckaufnehmende Piezosensoren 4 aufweist, wird die Kraft beim Drücken auf einen Betätigungsbereich 3 der Funktion 6, beispielsweise 'Grill 1' auch durch andere Piezosensoren 4 der anderen Funktionen 6, beispielsweise 'Grill 2' und 'Backen' erkannt und führt auch dort zu je einem Spannungspuls. Diese Pulse nehmen in ihrer Amplitude ab, je weiter sich die Piezosensoren 4 vom betätigten Betätigungsbereich 3 entfernt be­ finden. Der am nächsten im druckeinwirkenden Bereich der Bedienfläche 2 liegende Piezosensor 4 liefert das quantitativ stärkste Signal U1, die benachbarten Piezosensoren 4 quantitativ geringere Signale U2 (Fig. 5). Alle so erzeugten Signale U1, U2 werden über den Eingangsfilter 15 an den Mikrocontroller 16 gegeben. Dabei gelangen alle be­ nachbarten Sensorsignale U2 zur Ansteuerung an den Mikrocontrolle 16 und werden vom Mikrocontoller 16 zur Auswertung der Funktionsauswahl berücksichtigt. Die Abfra­ ge der exakten Funktionsauswahl 6 erfolgt durch die Auswertung der Amplitude der Pul­ se und damit der Signalstärke, die die matrixartig angeordneten Piezosensoren 4 erzeu­ gen. Ein im Mikrocontroller 16 hinterlegtes Muster stellt diese matrixartige Anordnung der Piezosensoren 4 durch eine interne Speicherberechnung im Prozessor 12 nach, so daß durch die zeilen- und spaltenartige Zuordnung der Piezosensor 4 im Muster mit der größten Amplitude ermittelt, dem betätigten Piezosensoren 4 zugeordnet und damit die ausgewählte Funktion 6 bestimmt wird. Die technische Realisierung erfolgt durch das Softwareprogramm.Since the control surface 2 has at the rear a plurality of pressure-sensing piezo sensors 4 arranged behind it, arranged in a matrix, the force when pressing on an actuation area 3 of the function 6 , for example 'grill 1 ', is also generated by other piezo sensors 4 of the other functions 6 , for example 'grill 2 'and'jaws' recognized and there also leads to a voltage pulse. These pulses decrease in amplitude, the farther the piezo sensors 4 are located from the actuated actuation area 3 . The piezo sensor 4 closest in the pressure-acting area of the operating surface 2 supplies the quantitatively strongest signal U1, the neighboring piezo sensors 4 quantitatively lower signals U2 ( FIG. 5). All signals U1, U2 generated in this way are passed to the microcontroller 16 via the input filter 15 . All the neighboring sensor signals U2 are sent to the microcontroller 16 for control and are taken into account by the microcontroller 16 for evaluating the function selection. The exact function selection 6 is queried by evaluating the amplitude of the pulses and thus the signal strength which the piezo sensors 4 arranged in the manner of a matrix generate. A pattern stored in the microcontroller 16 provides this matrix-like arrangement of the piezo sensors 4 by means of an internal memory calculation in the processor 12 after, so that the line and column-like assignment of the piezo sensor 4 in the pattern with the greatest amplitude determines the assigned piezo sensors 4 and thus the selected function 6 is determined. The technical implementation is carried out by the software program.
Es hat sich gezeigt, daß schon Durchbiegungen von wenigen µm (2 bis 5), die sich beim Betätigen der Bedienfläche 2 im Betätigungsbereich 3 an der Bedienfläche 2 ergeben, hinreichend auswertbare Signale U1, U2 der Piezosensoren 4 bewirken. Dabei erzeugt der dem Druckpunkt nächstliegende Piezosensor 4, wie bereits beschrieben, ein größe­ res Spannungssignal U1 als entferntere Piezosensoren 4. Dieser Umstand wird vom Pro­ zessor 12 zur Identifizierung und Auslösung einer Funktion 6 genutzt. Gleiches gilt beim Vorliegen mehrerer gleichgroßer Signale in Relation zu geringeren Signalen der übrigen Piezosensoren 4.It has been shown that deflections of just a few μm (2 to 5), which result when the control surface 2 is actuated in the actuation area 3 on the control surface 2 , cause signals U1, U2 of the piezo sensors 4 to be sufficiently evaluated. As already described, the piezo sensor 4 closest to the pressure point generates a larger res voltage signal U1 than more distant piezo sensors 4 . This fact is used by the processor 12 to identify and trigger a function 6 . The same applies when there are several signals of the same size in relation to lower signals from the other piezo sensors 4 .
Neben dem bereits beschriebenen Ein- und Ausschalten erfolgt über die Bedieneinheit 1 auch eine Steuerung des Leistungsteils 17 des Herdes, beispielsweise die Steuerung der Funktion 6 'Temperatur im Backofen'. Dies wird über einen Piezosensor 4 zum Hochre­ geln (+) der Temperatur und über einen weiteren Piezosensor 4 zum Abregeln/-steuern (-) der Temperatur realisiert.In addition to the switching on and off as already described, the control unit 1 also controls the power section 17 of the oven, for example the function 6 'temperature in the oven'. This is realized via a piezo sensor 4 for regulating the temperature (+) and via a further piezo sensor 4 for regulating / controlling (-) the temperature.
Dazu werden der am Piezosensor 4 zum Hochregeln/ steuern der Temperatur erzeugte Puls beim Einleiten der Druckkraft auf die Bedienfläche 2 als positiver Puls und der beim Lösen der Druckkraft erzeugte negative Puls gemessen und eine zwischen positiven und negativen Puls liegende Zeit ermittelt. Diese dazwischen liegende Zeitdauer (Δ t) wird durch das Softwareprogramm mittels Zählimpulsen gefüllt, wobei pro Zählimpuls eine durch die Software zugeordnet, definierte Temperaturerhöhung erfolgt.For this purpose, the pulse generated at the piezo sensor 4 for regulating / controlling the temperature when the pressure force is introduced onto the operating surface 2 as a positive pulse and the negative pulse generated when the pressure force is released are measured and a time between positive and negative pulse is determined. This intermediate time period (Δ t) is filled by the software program by means of counting pulses, with a defined temperature increase assigned by the software per counting pulse.
Die Anzeige der eingestellten Temperatur erfolgt im nicht näher dargestellten bekannten Anzeigedisplay der Anzeige 18.The set temperature is displayed in the known display 18, not shown, of the display 18 .
Eine Übersteuerung der Temperatur, beispielsweise < 250°C, im Backofen wird softwa­ remäßig ausgeschlossen.Overriding the temperature, for example <250 ° C, in the oven is software ruled out.
Bei Temperaturreduzierung werden nach Druckeinleitung auf den Piezosensor 4 zum Abregeln der Temperatur die beiden Pulse gleichfalls ermittelt, die Zeit dazwischen ge­ messen und diese analog zur Temperaturerhöhung mit Zählimpulsen der Software des Prozessors 12 gefüllt, wobei pro Zählimpuls eine definierte Temperatursenkung erfolgt.When the temperature is reduced, the two pulses are also determined after the pressure has been applied to the piezo sensor 4 to regulate the temperature, the time in between is measured and these are filled with counting pulses from the software of the processor 12 analogously to the temperature increase, with a defined temperature decrease per counting pulse.
Diese, die Funktion 6 steuernden Piezosensoren 4, können auch das Zu- und Abschalten des Backofens übernehmen. Dazu wird beispielsweise der an dem Piezosensor 4 zum Hochregeln der Temperatur erzeugte Puls beim Einleiten der Druckkraft auf die Bedien­ fläche 2 als positiver Puls zum Einschalten genutzt.These piezo sensors 4 that control function 6 can also switch the oven on and off. For this purpose, for example, the pulse generated on the piezo sensor 4 for regulating the temperature when the pressure force is applied to the operating surface 2 is used as a positive pulse for switching on.
Zur Erhöhung des Bedienkomforts ist es möglich, einer Funktion 6 und damit einem Be­ tätigungsbereich 3 mehrere Piezosensoren 4 zuzuordnen, so daß eine exaktere Auswer­ tung der ausgewählten Funktion 6 erfolgen kann. Die Auswertung erfolgt in beschriebe­ ner Art und Weise im Prozessor 12.To increase the ease of use, it is possible to assign a function 6 and thus an actuation area 3 to several piezo sensors 4 , so that a more precise evaluation of the selected function 6 can take place. The evaluation is carried out in the manner described in the processor 12 .
Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung im Rahmen ihrer Ansprüche und ihres Grundgedankens abänderbar ist. So kann durch eine geeignete Hard- und/oder Soft­ ware eine zusätzliche Sicherheitsüberprüfung erfolgen. Dies betrifft insbesondere eine Kindersicherung oder eine Verriegelung gegen Mehrfachbetätigung. Auch ist es möglich, daß die Sensoren 4 das Bedienfeld 2 umrahmen, so daß eine matrixartige Anordnung der Sensoren entfällt. Ebenso können die Sensoren 4 direkt unter der bedruckten Folie 5 angeordnet sein, so daß die Lichtquelle 7 leicht versetzt zu der Folie 5 angeordnet ist.It goes without saying that the invention can be modified within the scope of its claims and basic idea. An additional security check can be carried out using suitable hardware and / or software. This concerns in particular a child lock or a lock against multiple actuation. It is also possible that the sensors 4 frame the control panel 2 , so that a matrix-like arrangement of the sensors is omitted. Likewise, the sensors 4 can be arranged directly under the printed film 5 , so that the light source 7 is arranged slightly offset from the film 5 .
Eine integrale Auswertung der Signalflächen (Fig. 5) der Sensorsignale durch den Prozes­ sor 12 erleichtert eine Unterscheidung von gewollten und zufälligen, d. h. ungewollter Betätigung der Bedienfläche 2. Eine ältere Person wird bei gewollter Betätigung des Be­ dienfläche 2 zur Auslösung einer Funktion 6 einen nur geringen Druck ausüben, jedoch über eine längere Zeit. Die Druckvariation über eine längere Zeit hinweg erzeugt eine entspreched große Integralfläche des Sensorsignales. Dagegen wird ein vergleichbar gerin­ ger Druck über eine kurze Zeit eine entsprechend kleine Integralfläche ausbilden, die keine Funktion 6 auslöst Letzteres entsteht z. B. beim Reinigen der Bedienfläche 2 durch Überwischen im Betätigungsbereich 3.An integral evaluation of the signal areas ( FIG. 5) of the sensor signals by the processor 12 makes it easier to distinguish between wanted and accidental, ie unwanted, actuation of the operating area 2 . An elderly person will exert only a small pressure when operating the control surface 2 to trigger a function 6 , but for a long time. The pressure variation over a longer period of time produces a correspondingly large integral area of the sensor signal. In contrast, a comparatively low pressure will form a correspondingly small integral area over a short time, which does not trigger a function 6 . B. when cleaning the control surface 2 by wiping in the operating area 3rd
Die Bedieneinheit 1 ist den Erfordernissen unterschiedlicher Hauhaltsgeräte leicht anzu­ passen. Hierzu bedarf es lediglich eine entsprechend funktionelle Ausgestaltung des Prozessors 12 und bedarfsweise eine Umorientierung der Funktions-Symbole auf der Bedienfläche 2.The control unit 1 is easy to adapt to the requirements of different household appliances. All that is required is a correspondingly functional design of the processor 12 and, if necessary, a reorientation of the function symbols on the control surface 2 .

Claims (17)

1. Bedieneinheit zum Schalten und Steuern von Haushaltsgeräten, insbesondere von Haushaltsgroßgeräten, wie zum Beispiel Küchenherden, wobei die Bedieneinheit aus einer Bedienfläche mit dahinter befindlichen Sensoren besteht und einen Prozessor zur Verarbeitung der von den Sensoren erzeugten elektrischen Signale aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienfläche (2) in den Betätigungsbereichen (3) frei von Durch­ brüchen ist und im wesentlichen aus einer steifen formstabilen Platte besteht, an deren Rückseite einzelne Piezosensoren (4) verteilt sind, die mit der Bedienfläche (2) fest in Verbindung stehen, so daß die Piezosensoren (4) bei einem punktuellen Druck zur Auswahl einer Funktion (6) auf der Bedienfläche (2) zeitgleiche Signale (U1, U2) unterschiedlicher In­ tensität generieren, die dem Prozessor (12) zur Auswertung der gewählten Funktion (6) zugeführt werden.1. Control unit for switching and controlling household appliances, in particular large household appliances, such as kitchen stoves, the control unit consisting of a control surface with sensors located behind it and having a processor for processing the electrical signals generated by the sensors, characterized in that the control surface ( 2 ) in the actuation areas ( 3 ) is free of breaks and consists essentially of a rigid, dimensionally stable plate, on the back of which individual piezo sensors ( 4 ) are distributed, which are firmly connected to the control surface ( 2 ), so that the Piezo sensors ( 4 ) at a point pressure to select a function ( 6 ) on the control surface ( 2 ) generate simultaneous signals (U1, U2) of different intensities, which are fed to the processor ( 12 ) for evaluating the selected function ( 6 ).
2. Bedieneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienfläche (2) aus einem transparentem glasartigem Material besteht.2. Control unit according to claim 1, characterized in that the control surface ( 2 ) consists of a transparent glass-like material.
3. Bedieneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Betäti­ gungsbereiches (3) Symbole für die Funktion (6) angebracht sind, die mittels Lichtquellen (7), die hinter der Bedienfläche (2) zugeordnet sind, durchleuchtet werden. 3. Control unit according to claim 2, characterized in that within the actuation supply area ( 3 ) symbols for the function ( 6 ) are attached, which are illuminated by means of light sources ( 7 ) which are assigned behind the control surface ( 2 ).
4. Bedieneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienfläche (2) aus einem nicht transparenten Material besteht.4. Control unit according to claim 1, characterized in that the control surface ( 2 ) consists of a non-transparent material.
5. Bedieneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht transparente Material ein metallisches Material ist.5. Control unit according to claim 4, characterized in that the non-transparent Material is a metallic material.
6. Bedieneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht transparente Material ein Kunststoff ist.6. Control unit according to claim 4, characterized in that the non-transparent Material is a plastic.
7. Bedieneinheit nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Symbole für die Funktionen (6) auf dem nicht transparenten Material angebracht sind, wobei die Anzeige der ausgewählten Funktionen (6) auf einer externen Anzeige (18) erfolgt.7. Control unit according to one or more of the preceding claims 4 to 6, characterized in that the symbols for the functions ( 6 ) are attached to the non-transparent material, the display of the selected functions ( 6 ) on an external display ( 18 ) he follows.
8. Bedieneinheit nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Piezosensoren (4) direkt oder mittels einer Halterung indirekt mit der Bedienfläche (2) in Verbindung stehen.8. Control unit according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized in that piezo sensors ( 4 ) are connected directly or indirectly by means of a holder to the control surface ( 2 ).
9. Bedieneinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die indirekte Halterung ein Folienpaket (9) ist.9. Control unit according to claim 8, characterized in that the indirect holder is a foil package ( 9 ).
10. Bedieneinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die direkte feste Verbin­ dung durch einen Leitkleber erfolgt. 10. Control unit according to claim 8, characterized in that the direct fixed connection with a conductive adhesive.  
11. Bedieneinheit nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Piezosensoren (4) matrixartig an der Rückseite der Be­ dienfläche (2) angeordnet sind.11. Control unit according to one or more of the preceding claims 1 to 10, characterized in that the piezo sensors ( 4 ) are arranged in a matrix-like manner on the rear of the operating surface ( 2 ).
12. Bedieneinheit nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß je Funktion (6) ein Piezosensor (4) auf der Rückseite der Bedienfläche (2) angeordnet ist.12. Control unit according to one or more of the preceding claims 1 to 11, characterized in that a piezo sensor ( 4 ) is arranged on the back of the control surface ( 2 ) for each function ( 6 ).
13. Bedieneinheit nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß je Funktion (6) mehr als ein Piezosensor (4) auf der Rücksei­ te der Bedienfläche (2) angeordnet ist.13. Control unit according to one or more of the preceding claims 1 to 12, characterized in that each function ( 6 ) more than one piezo sensor ( 4 ) on the back te of the control surface ( 2 ) is arranged.
14. Bedieneinheit nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß über ein mit dem Pro­ zessor (12) elektrisch verbundenes Leistungsteil (17) die von dem Prozessor (12) als be­ tätigt erkannte Funktion (6) geschaltet und/oder gesteuert wird. 14. Control unit according to one or more of the preceding claims 1-13, characterized in that via a with the Pro processor ( 12 ) electrically connected power part ( 17 ) by the processor ( 12 ) as recognized function ( 6 ) switched and switched / or is controlled.
15. Bedieneinheit nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß im Prozessor (12) die An­ ordnung der Sensoren (4) durch eine interne Speicherberechnung als Muster zur Ermitt­ lung der ausgewählten Funktion (6) hinterlegt ist. 15. Operating unit according to one or more of the preceding claims 1-14, characterized in that in the processor ( 12 ) the order of the sensors ( 4 ) is stored by an internal memory calculation as a pattern for determining the selected function ( 6 ).
16. Bedieneinheit nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß im Prozessor (12) durch einen Eingangsfilter (15) ungewollte, durch unbewußte Betätigung im Betätigungsbe­ reich (3) erzeugte Signale ausgefiltert werden.16. Operating unit according to one or more of the preceding claims 1-15, characterized in that in the processor ( 12 ) by an input filter ( 15 ) unwanted, by unconscious actuation in the actuating area ( 3 ) signals are filtered out.
17. Bedieneinheit nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterscheidung von gewollter und ungewollter Betätigung der Bedienfläche (2) eine integrale Auswertung von Signalflächen der Signale (U1) im Pro­ zessor (12) erfolgt.17. Control unit according to one or more of the preceding claims 1 to 16, characterized in that an integral evaluation of signal surfaces of the signals (U1) in the processor ( 12 ) is carried out to distinguish between intentional and unwanted actuation of the control surface ( 2 ).
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